Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (πολυτετραφθοροαιθυλένιο) είναι ίσως το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο φθοριοπολυμερές επειδή έχει πολλά χαρακτηριστικά που το καθιστούν ιδανικό υλικό για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.Είναι πιο εύκαμπτος από άλλους παρόμοιους σωλήνες και μπορεί να αντισταθεί σχεδόν σε όλα τα βιομηχανικά χημικά
Το εύρος θερμοκρασίας είναι περίπου -330°F έως 500°F, παρέχοντας το μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασίας μεταξύ των φθοροπολυμερών.Επιπλέον, έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες και χαμηλή μαγνητική διαπερατότητα.Η σωλήνωση Ptfe είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη εργαστηριακή σωλήνωση και εφαρμογές όπου η χημική αντοχή και η καθαρότητα είναι απαραίτητες.PTFEέχει πολύ χαμηλό συντελεστή τριβής και είναι μια από τις πιο «ολισθηρές» ουσίες που είναι γνωστές
Χαρακτηριστικά:
100% καθαρή ρητίνη PTFE
Σε σύγκριση με FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, τους πιο εύκαμπτους σωλήνες φθοριοπολυμερούς
Χημικά αδρανές, ανθεκτικό σε όλες σχεδόν τις βιομηχανικές χημικές ουσίες και διαλύτες
Ευρύ εύρος θερμοκρασίας
Χαμηλή διείσδυση
Ομαλό αντικολλητικό φινίρισμα επιφάνειας
Χαμηλότερος συντελεστής τριβής
Εξαιρετική ηλεκτρική απόδοση
Μη εύφλεκτο
Μη τοξικό
Εφαρμογές:
εργαστήριο
Χημική διαδικασία
Εξοπλισμός ανάλυσης και διεργασίας
Παρακολούθηση εκπομπών
Χαμηλή θερμοκρασία
υψηλή θερμοκρασία
Ηλεκτρική ενέργεια
όζο
Η δομή των μορίων PTFE
Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE) παράγεται από τον πολυμερισμό πολλών μορίων τετραφθοροαιθυλενίου
Αυτό το απλό διάγραμμα PTFE δεν δείχνει την τρισδιάστατη δομή του μορίου.Στο απλούστερο μοριακό πολυ(αιθυλένιο), η ραχοκοκαλιά άνθρακα του μορίου συνδέεται μόνο με άτομα υδρογόνου και αυτή η αλυσίδα είναι πολύ εύκαμπτη - σίγουρα δεν είναι ένα γραμμικό μόριο
Ωστόσο, στο πολυτετραφθοροαιθυλένιο, το άτομο φθορίου σε μια ομάδα CF2 είναι αρκετά μεγάλο ώστε να παρεμβαίνει στο άτομο φθορίου στην γειτονική ομάδα.Πρέπει να θυμάστε ότι κάθε άτομο φθορίου έχει 3 ζεύγη μοναχικών ηλεκτρονίων που προεξέχουν
Το αποτέλεσμα αυτού είναι να καταστέλλει την περιστροφή του απλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα.Τα άτομα φθορίου τείνουν να είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο μακριά από τα γειτονικά άτομα φθορίου.Η περιστροφή τείνει να περιλαμβάνει συγκρούσεις ενός ζεύγους μεταξύ ατόμων φθορίου σε γειτονικά άτομα άνθρακα - γεγονός που καθιστά την περιστροφή ενεργειακά δυσμενή
Η απωστική δύναμη κλειδώνει το μόριο σε σχήμα ράβδου και τα άτομα φθορίου είναι διατεταγμένα σε μια πολύ απαλή σπείρα - τα άτομα φθορίου είναι διατεταγμένα σε μια σπείρα γύρω από τη ραχοκοκαλιά του άνθρακα.Αυτές οι λωρίδες μολύβδου θα συμπιεστούν μεταξύ τους σαν μακριά, λεπτά μολύβια σε ένα κουτί
Αυτή η διάταξη στενής επαφής έχει σημαντική επίδραση στις διαμοριακές δυνάμεις, όπως θα δείτε
Διαμοριακές δυνάμεις και το σημείο τήξης του PTFE
Το σημείο τήξης του πολυτετραφθοροαιθυλενίου αναφέρεται στους 327°C.Αυτό είναι αρκετά υψηλό για αυτό το πολυμερές, επομένως πρέπει να υπάρχουν σημαντικές δυνάμεις van der Waals μεταξύ των μορίων
Γιατί οι άνθρωποι ισχυρίζονται ότι οι δυνάμεις van der Waals στο PTFE είναι αδύναμες;
Η δύναμη διασποράς van der Waals προκαλείται από τα προσωρινά κυμαινόμενα δίπολα που δημιουργούνται όταν τα ηλεκτρόνια στο μόριο κινούνται γύρω.Επειδή το μόριο PTFE είναι μεγάλο, θα περιμένατε μια μεγάλη δύναμη διασποράς επειδή υπάρχουν πολλά ηλεκτρόνια που μπορούν να κινηθούν
Η γενική κατάσταση είναι ότι όσο μεγαλύτερο είναι το μόριο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς διασποράς
Ωστόσο, το PTFE έχει ένα πρόβλημα.Το φθόριο είναι πολύ ηλεκτραρνητικό.Τείνει να δεσμεύει τα ηλεκτρόνια του δεσμού άνθρακα-φθορίου σφιχτά μεταξύ τους, τόσο σφιχτά που τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν όπως νομίζετε.Περιγράφουμε τον δεσμό άνθρακα-φθορίου ότι δεν έχει ισχυρή πόλωση
Οι δυνάμεις Van der Waals περιλαμβάνουν επίσης αλληλεπιδράσεις διπόλου-διπόλου.Αλλά στο πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE), κάθε μόριο περιβάλλεται από ένα στρώμα ελαφρώς αρνητικά φορτισμένων ατόμων φθορίου.Σε αυτή την περίπτωση, η μόνη δυνατή αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων είναι η αμοιβαία απώθηση!
Άρα η δύναμη διασποράς είναι πιο αδύναμη από όσο νομίζετε και η αλληλεπίδραση διπόλου-διπόλου θα προκαλέσει απώθηση.Δεν είναι περίεργο ότι οι άνθρωποι λένε ότι η δύναμη van der Waals στο PTFE είναι πολύ αδύναμη.Στην πραγματικότητα δεν θα λάβετε την απωστική δύναμη, επειδή η επίδραση της δύναμης διασποράς είναι μεγαλύτερη από αυτή της αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου, αλλά το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η δύναμη van der Waals θα τείνει να εξασθενεί
Αλλά το PTFE έχει πολύ υψηλό σημείο τήξης, επομένως η δύναμη που συγκρατεί τα μόρια μαζί πρέπει να είναι πολύ ισχυρή
Πώς μπορεί το PTFE να έχει υψηλό σημείο τήξης;
Το PTFE είναι πολύ κρυσταλλικό, με αυτή την έννοια υπάρχει μεγάλη περιοχή, τα μόρια είναι σε πολύ κανονική διάταξη.Θυμηθείτε, τα μόρια PTFE μπορούν να θεωρηθούν ως επιμήκεις ράβδοι.Αυτοί οι πόλοι θα συγκεντρωθούν στενά μεταξύ τους
Αυτό σημαίνει ότι παρόλο που το μόριο ptfe δεν μπορεί να παράγει πραγματικά μεγάλα προσωρινά δίπολα, τα δίπολα μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολύ αποτελεσματικά
Είναι λοιπόν οι δυνάμεις van der Waals στο PTFE αδύναμες ή ισχυρές;
Νομίζω ότι μπορείτε να έχετε και οι δύο δίκιο!Εάν οι αλυσίδες πολυτετραφθοροαιθυλενίου (PTFE) είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε να μην υπάρχει πολύ στενή επαφή μεταξύ των αλυσίδων, η δύναμη μεταξύ τους θα είναι πολύ ασθενής και το σημείο τήξης θα είναι πολύ χαμηλό
Αλλά στον πραγματικό κόσμο, τα μόρια βρίσκονται σε στενή επαφή.Οι δυνάμεις Van der Waals μπορεί να μην είναι τόσο ισχυρές όσο μπορεί να είναι, αλλά η δομή του PTFE σημαίνει ότι αισθάνονται το μεγαλύτερο αποτέλεσμα, παράγοντας συνολικά ισχυρούς διαμοριακούς δεσμούς και υψηλά σημεία τήξης
Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλες δυνάμεις, όπως η δύναμη αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου, η οποία μειώνεται μόνο κατά 23 φορές ή δύο φορές η απόσταση μειώνεται κατά 8 φορές
Επομένως, η σφιχτή συσκευασία των μορίων σε σχήμα ράβδου σε PTFE μεγιστοποιεί την αποτελεσματικότητα της διασποράς
Οι αντικολλητικές ιδιότητες
Αυτός είναι ο λόγος που το νερό και το λάδι δεν κολλάνε στην επιφάνεια του PTFE και γιατί μπορείτε να τηγανίζετε τα αυγά σε ένα τηγάνι με επικάλυψη PTFE χωρίς να κολλάνε στο τηγάνι
Πρέπει να εξετάσετε ποιες δυνάμεις μπορεί να στερεώσουν άλλα μόρια στην επιφάνειαPTFE.Μπορεί να περιλαμβάνει κάποιο είδος χημικού δεσμού, δύναμη van der Waals ή δεσμό υδρογόνου
Χημικός δεσμός
Ο δεσμός άνθρακα-φθορίου είναι πολύ ισχυρός και είναι αδύνατο για οποιοδήποτε άλλο μόριο να φθάσει στην ανθρακική αλυσίδα για να προκαλέσει οποιαδήποτε αντίδραση υποκατάστασης.Είναι αδύνατο να προκύψει χημικός δεσμός
δυνάμεις van der Waals
Είδαμε ότι η δύναμη van der Waals στο PTFE δεν είναι πολύ ισχυρή και θα κάνει το PTFE να έχει υψηλό σημείο τήξης, επειδή τα μόρια είναι τόσο κοντά που έχουν πολύ αποτελεσματική επαφή.
Αλλά είναι διαφορετικό για άλλα μόρια κοντά στην επιφάνεια του PTFE.Σχετικά μικρά μόρια (όπως μόρια νερού ή μόρια λαδιού) θα έχουν μόνο μια μικρή ποσότητα επαφής με την επιφάνεια και θα δημιουργηθεί μόνο μια μικρή ποσότητα έλξης van der Waals.
Ένα μεγάλο μόριο (όπως μια πρωτεΐνη) δεν θα έχει σχήμα ράβδου, επομένως δεν υπάρχει αρκετή αποτελεσματική επαφή μεταξύ αυτού και της επιφάνειας για να ξεπεραστεί η τάση χαμηλής πόλωσης του PTFE.
Είτε έτσι είτε αλλιώς, η δύναμη van der Waals μεταξύ της επιφάνειας του PTFE και των γύρω πραγμάτων είναι μικρή και αναποτελεσματική
Δεσμοί υδρογόνου
Τα μόρια PTFE στην επιφάνεια είναι πλήρως τυλιγμένα από άτομα φθορίου.Αυτά τα άτομα φθορίου είναι πολύ ηλεκτραρνητικά, επομένως όλα φέρουν έναν ορισμένο βαθμό αρνητικού φορτίου.Κάθε φθόριο έχει επίσης 3 ζεύγη μοναχικών ηλεκτρονίων που προεξέχουν
Αυτές είναι οι προϋποθέσεις που απαιτούνται για το σχηματισμό δεσμών υδρογόνου, όπως το μοναχικό ζεύγος στο φθόριο και το άτομο υδρογόνου στο νερό.Αλλά αυτό προφανώς δεν θα συμβεί, διαφορετικά θα υπάρχει ισχυρή έλξη μεταξύ των μορίων PTFE και των μορίων του νερού και το νερό θα κολλήσει στο PTFE
Περίληψη
Δεν υπάρχει αποτελεσματικός τρόπος για άλλα μόρια να προσκολληθούν επιτυχώς στην επιφάνεια του PTFE, επομένως έχει μια αντικολλητική επιφάνεια
Η χαμηλή τριβή
Ο συντελεστής τριβής του PTFE είναι πολύ χαμηλός.Αυτό σημαίνει ότι εάν έχετε μια επιφάνεια επικαλυμμένη με ptfe, άλλα πράγματα θα γλιστρήσουν εύκολα πάνω της.
Παρακάτω είναι μια γρήγορη περίληψη του τι συμβαίνει.Αυτό προέρχεται από μια εργασία του 1992 με τίτλο "Friction and Wear of Polytetrafluoroethylene".
Στην αρχή της ολίσθησης, η επιφάνεια PTFE σπάει και η μάζα μεταφέρεται όπου ολισθαίνει.Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια PTFE θα φθαρεί.
Καθώς η ολίσθηση συνεχιζόταν, τα μπλοκ ξεδιπλώθηκαν σε λεπτές μεμβράνες.
Ταυτόχρονα, η επιφάνεια του PTFE τραβιέται προς τα έξω για να σχηματιστεί ένα οργανωμένο στρώμα.
Και οι δύο επιφάνειες που έρχονται σε επαφή έχουν τώρα καλά οργανωμένα μόρια PTFE που μπορούν να γλιστρήσουν το ένα πάνω στο άλλο
Τα παραπάνω είναι η εισαγωγή του πολυτετραφθοροαιθυλενίου, το πολυτετραφθοροαιθυλένιο μπορεί να κατασκευαστεί σε μια ποικιλία προϊόντων, είμαστε ειδικευμένοι στην κατασκευή σωλήνων ptfe,κατασκευαστές σωλήνων ptfe, καλώς ήρθατε να επικοινωνήσετε μαζί μας
Αναζητήσεις που σχετίζονται με σωλήνα ptfe:
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-05-2021